【正文】 。ROM,這種工藝的存儲器用戶可以用電的方式瞬間擦除、改寫。重要的一點STC12C5A60S2目前的售價與傳統(tǒng)51差不多，市場供應(yīng)也很充足。 STC12C5A60S2單片機基本特點：1. 屬于增強型的51單片機內(nèi)核，1T高速運行速率，單時鐘的機器周期，全部兼容傳統(tǒng)51單片機的指令代碼； 2. 工作電壓：STC12C5A60S2的正常工作電壓范圍：（即5V單片機）； 3. 單片機工作頻率：035MHz，約為傳統(tǒng)的51單片機的0～420MHz； 4用戶應(yīng)用程序空間8K/16K/20K/32K/40K/48K/52K/60K/62K字節(jié)；5. 片上集成1280字節(jié)RAM； 6. 通用I/O口（36/40/44個），復(fù)位后為：準(zhǔn)雙向口弱上拉（傳統(tǒng)51單片機的I/O口），可設(shè)置成四種模式：準(zhǔn)雙向口弱上拉，推挽強上拉，僅為輸入/高阻，開漏。：400內(nèi)部自帶看門狗電路，在諸多功能集一身的基礎(chǔ)上，STC12C5A60S2目前售價與傳統(tǒng)的51差不多，市場供應(yīng)充足，因此是一款高性價比的單片機。所以在硬件的選取工作上一定要細(xì)致，全面比較，綜合考慮，在結(jié)合性價比的同時更主要功能的實現(xiàn)。由此我們我們知道，三端IC是指分別由輸入端、接地端和輸出端這三條引腳輸出的一種穩(wěn)壓用的集成電路。最后得到一個穩(wěn)定的+5V直流電源輸出。它獨特的一線接口，耐磨耐碰，體積小，并能直接輸出溫度的數(shù)字信號，便于單片機控制。隨溫度變化其振蕩率明顯改變的高溫度系數(shù)晶振，所產(chǎn)生的信號作為計數(shù)器2的脈沖輸入。復(fù)位要求主CPU將數(shù)據(jù)線下拉500微秒，然后 釋放，當(dāng)DS18B20收到信號后等待16～60微秒左右，后發(fā)出60～240微秒的存在低脈沖，主CPU收到此信號表示復(fù)位成功。完成溫度的測量和顯示。由于單片機內(nèi)部自帶A/D轉(zhuǎn)換電路，通過相應(yīng)程序，單片機讀取這些數(shù)字信號，就能得出相應(yīng)的光照強度，并決定是否啟動其他應(yīng)對措施。 由于采用單片機計時有諸多缺點，比如一方面需要采用計數(shù)器，額外的占用了硬件資源，另一方面需要設(shè)置中斷、查詢等，都需要耗費單片機的資源，而且，可能某些測控系統(tǒng)不支持這種中斷、查詢等。DS1302 是一種高性能、低功耗、帶RAM的實時時鐘電路，它可以對年、月、日、周日、時、分、秒進行計時，具有閏年補償功能，～。圖35 DS1302封裝圖DS1302的引腳排列如上圖所示,其中Vcc1為后備電源，VCC2為主電源。當(dāng)Vcc2小于Vcc1時，DS1302由Vcc1供電。當(dāng)RST為高電平時，所有的數(shù)據(jù)傳送被初始化，允許對DS1302進行操作。I/O為串行數(shù)據(jù)輸入輸出端(雙向)，SCLK為時鐘輸入端。 液晶顯示器件的選取 LCD1602屏幕為2行，每行顯示16個字符，為字符型顯示器，只能顯示數(shù)字和字符，不可以顯示漢字。u 1602LCD主要技術(shù)參數(shù)：顯示容量:162個字符 芯片工作電壓:— 工作電流:() 模塊最佳工作電壓: 字符尺寸:(WH)mm圖37 LCD1602實物圖u LCD1602與傳統(tǒng)顯示器相比，作為輸出器件的幾個突出優(yōu)點：1） 顯示質(zhì)量高 由于液晶顯示器收到信號后的每一個點都會一直保持原有亮度和顏色，恒定發(fā)光。3） 重量輕，體積小 液晶顯示器通過顯示屏上的電極控制液晶分子狀態(tài)來達(dá)到顯示的目的，在重量上比相同顯示面積的傳統(tǒng)顯示器要輕得多。 第5腳：R/W為讀寫信號線，高電平時進行讀操作，低電平時進行寫操作。表32 LCD1602信號真值表RSR/WE功能00下降沿寫指令代碼01高電平讀忙標(biāo)志和AC值10下降沿寫數(shù)據(jù)11高電平讀數(shù)據(jù)u LCD1602指令集00111DCB0000光標(biāo)加1)，光標(biāo)減1)，且寫指令38H寫指令38H（以上都不檢測忙信號）寫指令08H寫指令01H寫指令06H寫指令0cH 時序圖讀寫方法：從上到下，從左到右，高電平在上，低電平在下，高阻態(tài)在中間。第二步就是給數(shù)據(jù),在數(shù)據(jù)總線上給出數(shù)據(jù)，這與第一步相隔時間沒有要求，實際上先后也沒有要求的。 第六步，數(shù)據(jù)總線上的數(shù)據(jù)要保持Thd2的時間才能變化，RS、R/W則要保持Thd1的時間，然后就可以了。 開關(guān)電路 為了調(diào)整LCD顯示器的數(shù)據(jù)，而又在不采用鍵盤的前提下，設(shè)計了如下圖所示的按鍵開關(guān)電路。圖311 開關(guān)模塊電路 智能家居的一個關(guān)鍵環(huán)節(jié)就是如果監(jiān)測到有人闖入室內(nèi)，會發(fā)出聲光報警，并通過短信方式向主人報警，短信通信模塊電路會在下文中詳細(xì)闡述，本環(huán)節(jié)介紹聲光報警電路的設(shè)計及工作過程。圖312 熱釋電紅外傳感器內(nèi)部電路圖 熱釋電紅外傳感器的工作原理：熱釋電紅外傳感器通過目標(biāo)與背景的溫差來探測目標(biāo)，其工作原理是利用熱釋電效應(yīng)，即在鈦酸鋇一類晶體的上、下表面設(shè)置電極，在上表面覆以黑色膜，若有紅外線間歇的照射，其表面溫度上升△T，其晶體內(nèi)部的原子排列將產(chǎn)生變化，引起自發(fā)極化電荷，在上下電極之間產(chǎn)生電壓△U。而蜂鳴器采用普通的蜂鳴器即可達(dá)到所需的設(shè)計要求。 不管是光敏電阻模塊還是溫度檢測模塊，還是智能家居的另一輔助功能（自動啟動電飯鍋，飲水機等），要想對其引起的變化做出相應(yīng)的應(yīng)對機制，必須有一個電路在接收對應(yīng)的信號后做出相應(yīng)的處理措施，接下來逐一介紹：、飲水機、空調(diào)的應(yīng)對啟動電路模塊 根據(jù)溫度檢測模塊傳來的溫度高低，系統(tǒng)應(yīng)該智能的判斷是否符合主人所需的適宜溫度，并作出相應(yīng)變化，決定是否啟動空調(diào)或在接收主人短信后是否啟動自動做飯開關(guān)，而這些開關(guān)的開合需要有專門的芯片進行驅(qū)動。 圖314 ULN2003A實體圖 ，在5V的工作電壓下能與TTL和CMOS電路直接連接，可以直接處理原先需要標(biāo)準(zhǔn)邏輯緩沖器。C 引腳數(shù):16封裝類型:DIP 晶體管數(shù):7最大連續(xù)電流, Ic:500mA 輸入電壓最大:30V輸入類型:5V TTL CMOS 輸出電壓最大:50V輸出電流最大: 通道數(shù):7ULN2003A在各種控制電路中常用它作為驅(qū)動繼電器的芯片，其芯片內(nèi)部做了一個消線圈反電動勢的二極管。約為36V。 窗簾的開合必須要通過電機的牽引，常選用電機有直流電機和步進電機。如果給步進電機發(fā)一個控制脈沖，它就轉(zhuǎn)一步，再發(fā)一個脈沖，它會再轉(zhuǎn)一步。 圖319 六線式步進電機接線圖 與兩相四線步進電機相比，步進更加精確，但是四相八線步進電機需要驅(qū)動器對四個繞組的八個繞組分別進行控制，電路的復(fù)雜性和成本都會增加。如：正轉(zhuǎn)通電順序為：ABA’B’依次循環(huán)。步距角：對應(yīng)一個脈沖信號，電機轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)過的角位移用θ表示。定位轉(zhuǎn)矩：電機在不通電狀態(tài)下，電機轉(zhuǎn)子自身的鎖定力矩（由磁場齒形的諧波以及機械誤差造成的）。 （a） （b） （c） （d） 圖320 步進電機內(nèi)部構(gòu)造圖 在前文中已經(jīng)提到，亮度檢測模塊檢測室內(nèi)的光線強度，如果亮度過高，則應(yīng)啟動步進電機牽引窗簾關(guān)閉，相反，如果亮度過低，啟動啟動步進電機反轉(zhuǎn)牽引窗簾打開。由L298N構(gòu)成的PWM功率放大器的工作形式為單極可逆模式,2個H橋的下側(cè)橋晶體管發(fā)射極連在一起,其引腳排列如下圖所示,1腳和15腳可單獨引出連接電流采樣電阻器,形成電流傳號?？梢苑奖愕尿?qū)動兩個直流電機，或一個兩相步進電機。4腳VS接電源電壓，VS電壓范圍VIH為+～46V。L298N的5，7，10，12腳接輸入控制電平，控制電機的正反轉(zhuǎn)。電機的轉(zhuǎn)速與電機兩端的電壓成比例關(guān)系，而電機兩端的電壓與控制波形的占空比成正比，因此電機的速度與占空比成比例，占空比越大，電機轉(zhuǎn)的越快。為了防止電源的電壓對芯片和電機構(gòu)成干擾，在兩個電源的上并聯(lián)了兩個磁片電容，已達(dá)到濾波的目的，保證電源的穩(wěn)定輸出。相類似的，如果把步進電機的正轉(zhuǎn)給電順序反轉(zhuǎn)，并連續(xù)循環(huán)，就實現(xiàn)了步進電機的反轉(zhuǎn)，就這樣，完成了單片機對步進電機的正反轉(zhuǎn)控制。在本設(shè)計中，串行通信模塊采用先進的GSM通信技術(shù)。GSM Modem是數(shù)據(jù)通訊與單片機結(jié)合的重要組成部分，大部分的GSM Modem使用AT指令來設(shè)置參數(shù)。該產(chǎn)品是由德州儀器公司（TI）推出的一款兼容RS232標(biāo)準(zhǔn)的芯片。所有的驅(qū)動器、接收器及電壓發(fā)生器都可以在德州儀器公司的LinASICTM MAX232的工作溫度范圍為0℃至70℃，MAX232I的工作溫度范圍為40℃至85℃。 第二部分是數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換通道。TTL/CMOS數(shù)據(jù)從11引腳（T1IN）、10引腳（T2IN）輸入轉(zhuǎn)換成RS232數(shù)據(jù)從14腳（T1OUT）、7腳（T2OUT）送到電腦DB9插頭；DB9插頭的RS232數(shù)據(jù)從13引腳（R1IN）、8引腳（R2IN）輸入轉(zhuǎn)換成TTL/CMOS數(shù)據(jù)后從12引腳（R1OUT）、9引腳（R2OUT）輸出。GSM模塊，是一個類似于手機的通訊模塊，集成了手機的若干功能于一塊小電路板上，它可以發(fā)送短消息，通話等等，模塊雖小，但它具備了很多手機的功能，擁有它等于就是擁有了手機的核心部分了，它在很多應(yīng)用領(lǐng)域中都有著廣泛的應(yīng)用，GSM模塊通過使用AT指令才能控制它，模塊可以與電腦RS232串口相連，也可以用單片機來進行控制。 16～23為數(shù)據(jù)輸入/輸出，分別為DSR0、RING0、RxD0、TxD0、CTS0、RTS0、DTR0 和DCD0。其中18腳RXD、19腳TXD為TTL的串口通訊腳，可以方便和單片機進行通訊。 332腳為控制腳，其中30為RTC backup，31為Power down，32 為SYNC。其中，DSR、CTS是串口輸出給單片機的，對單片機來講可不用接入，而DTR、RTS這2條輸入線是終端設(shè)備輸入給RS232串口的，必須接通。硬件電路部分是智能家居系統(tǒng)的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，整個系統(tǒng)的功能實現(xiàn)和執(zhí)行就依靠硬件電路的準(zhǔn)確連接和配合。對于設(shè)計者而言，軟件系統(tǒng)的設(shè)計重在把設(shè)計者預(yù)設(shè)的嚴(yán)密的工作思路，轉(zhuǎn)換成電路及芯片之間能夠流通和交流的信號和“語言”。C語言是一種通用的計算機程序設(shè)計語言，它提供高效的代碼，結(jié)構(gòu)化的編程，和豐富的操作符。C語言一共有32個關(guān)鍵字、9種控制語句，程序書寫形式自由，主要用小寫字母表示，壓縮了一切不必要的成分。數(shù)據(jù)類型特別廣泛，現(xiàn)代語言中的各種數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)幾乎全部包含在內(nèi)。4） 、語法限制不太嚴(yán)格，程序設(shè)計自由度較大。與匯編程序生成的目標(biāo)代碼相比，C語言生成效率只低了20%左右。 按鍵開關(guān)電路模塊利用定時器T0定時器中斷實現(xiàn)，LCD液晶顯示模塊利用T1定時器中斷對接收到的溫度值以及時鐘電路時鐘值進行實時顯示，其余的功能在主程序中是實現(xiàn)。所學(xué)到的不僅是對專業(yè)知識的掌握及運用，更重要的是學(xué)會獨立思考、篩選有價值信息和團結(jié)互助的團隊精神。我花了一部分時間和精力去學(xué)習(xí)單片機的相關(guān)知識，不懂的地方去請教陳老師和班里基礎(chǔ)好的同學(xué)，在他們的耐心講解下，使我對單片機有了進一步的了解，這對我下一步的設(shè)計展開幫助很大。畢竟，畢業(yè)設(shè)計不是一朝一夕就能完成的簡單項目，有時候會急于求成，錯過了很多重要環(huán)節(jié)，是陳老師嚴(yán)把質(zhì)量關(guān)，逐漸鍛煉了我戒驕戒躁、獨立學(xué)習(xí)思考的能力，為以后走向工作崗位積累了很多課本之外的經(jīng)驗知識。在設(shè)計過程中，遇到了諸多的阻礙，從電路關(guān)鍵芯片的選擇，到部分電路的功能實現(xiàn)，隨時會有難題擺在面前。我也將終生難忘陳老師對我的親切關(guān)懷和悉心指導(dǎo)，謹(jǐn)向陳老師致以最崇高的謝意！此外，我也衷心感謝李老師在步進電機原理方面給我的悉心講解和指導(dǎo)，讓我對電機原理及拖動有了更為深刻的認(rèn)識。祝各位老師身體健康，工作順利!參考文獻(xiàn)[1] 汪貴平，李登峰，新編單片機原理及應(yīng)用，機械工業(yè)出版社，2010[2] 李朝青，PC機及單片機數(shù)據(jù)通信技術(shù)，北京，北京航空航天大學(xué)出版社，2000 [3] 胡漢才，單片機原理及其接口技術(shù)，北京，清華大學(xué)出版社，1996，88101[4] 陳伯時，電力拖動自動控制系統(tǒng)，機械工業(yè)出版社，2007[5] 賈龍，基于DSP和FPGA的高速數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的設(shè)計與實現(xiàn)，電子測量技術(shù) 2007年29期，118130[6] 許曉峰，電機及拖動（第三版），高等教育出版社，2007[7] 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